JP5575424B2 - Synchronous generator - Google Patents
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Description
本発明は、同期発電機に関し、詳しくは、三相(三相三線式又は三相四線式)の高電圧交流出力と低電圧交流出力とを切替出力すると同時に単相三線式の交流出力も出力可能とした同期発電機に関する。 The present invention relates to a synchronous generator, and more specifically, a three-phase (three-phase three-wire type or three-phase four-wire type) high-voltage AC output and a low-voltage AC output are switched and simultaneously a single-phase three-wire AC output is also provided. The present invention relates to a synchronous generator capable of output.
エンジンで同期発電機を駆動して発電する可搬式のエンジン発電機では、使用場所や負荷に応じて三相(三相三線式又は三相四線式)の高電圧交流出力(例えば400V)と低電圧交流出力(例えば200V)とに切替可能としたものが広く使用されている。また、このような可搬式のエンジン発電機は、電動工具や事務機等の電源としても使用されるため、一般家庭と同じ単相三線式の交流出力(例えば100V及び200V)も求められている。 In a portable engine generator that generates power by driving a synchronous generator with an engine, three-phase (three-phase three-wire type or three-phase four-wire type) high-voltage AC output (for example, 400V) depending on the place of use and load Those that can be switched to a low-voltage AC output (for example, 200 V) are widely used. In addition, since such a portable engine generator is also used as a power source for electric tools, office machines, etc., the same single-phase three-wire AC output (for example, 100 V and 200 V) as that of a general household is also required. .
このため、三相四線式の同期発電機における三相の電機子コイルの一つの相の電機子コイルの両端に変圧器の一次巻線の両端を接続するとともに、該変圧器の二次巻線の一端を中性点に接続し、三相の電機子コイルの出力端と中性点とを三相四線式電源とし、同時に前記変圧器の二次巻線の他端と前記三相の電機子コイルの残りの二つの電機子コイルの出力端とを単相三線式電源とした同期発電機が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For this reason, both ends of the primary winding of the transformer are connected to both ends of the armature coil of one phase of the three-phase armature coil in the three-phase four-wire synchronous generator, and the secondary winding of the transformer One end of the wire is connected to the neutral point, the output end of the three-phase armature coil and the neutral point are a three-phase four-wire power source, and at the same time the other end of the secondary winding of the transformer and the three-phase A synchronous generator has been proposed in which the output ends of the remaining two armature coils of the armature coil are single-phase three-wire power sources (see, for example, Patent Document 1).
前記特許文献1に記載された同期発電機では、三相の電機子コイルの一つの相の電機子コイルの両端に変圧器の一次巻線の両端を接続しているので、三相の電機子コイルの出力端から出力される電圧が変化しない場合には問題はないが、前述のように、三相交流の出力を高電圧と低電圧とに切り替える同期発電機の場合、変圧器の設定を低電圧に対応させると、高電圧に切り替えたときに変圧器が破損してしまうおそれがあり、単相三線式の出力電圧も変化してしまうため、これに接続した機器が正常に作動しなかったり、損傷したりするおそれがある。 In the synchronous generator described in Patent Document 1, since both ends of the primary winding of the transformer are connected to both ends of the one-phase armature coil of the three-phase armature coil, the three-phase armature There is no problem if the voltage output from the coil output terminal does not change, but as described above, in the case of a synchronous generator that switches the output of the three-phase alternating current to a high voltage and a low voltage, the transformer must be set. If the voltage is low, the transformer may be damaged when switching to a high voltage, and the output voltage of the single-phase three-wire system will also change, so the equipment connected to this will not work properly. There is a risk of damage.
そこで本発明は、三相交流の出力電圧を高電圧と低電圧とのいずれに切り替えても、所定の出力電圧の単相三線式交流を得ることができる同期発電機を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a synchronous generator that can obtain a single-phase three-wire AC of a predetermined output voltage even if the output voltage of the three-phase AC is switched between a high voltage and a low voltage. Yes.
上記目的を達成するため、本発明の同期発電機は、120度の位相差で中性点にY結線した三相の電機子コイルを、内端が前記中性点に接続される内側コイルと、該内側コイルに対して直列又は並列に接続される外側コイルとに分割し、内側コイルの外端と外側コイルの内端とを接続して内外コイルを直列に接続したときに外側コイルの外端から高電圧の三相交流を、内側コイルの内端と外側コイルの内端とを接続するとともに内側コイルの外端と外側コイルの外端とを接続して内外コイルを並列に接続したときに外側コイルの外端から低電圧の三相交流をそれぞれ出力する同期発電機において、前記三相の電機子コイルのうちの一つの相の電機子コイルの内側コイルの外端に変圧器の一次巻線の内端を接続するとともに該一次巻線の外端と変圧器の二次巻線の内端とを前記中性点に接続し、前記三相交流の高電圧及び低電圧のいずれの出力に切り替えても、前記三相の電機子コイルの他の二つの相の電機子コイルの内側コイルの外端と前記変圧器の二次巻線の外端とから単相三線式交流を出力することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a synchronous generator according to the present invention includes a three-phase armature coil Y-connected to a neutral point with a phase difference of 120 degrees, and an inner coil whose inner end is connected to the neutral point. The outer coil is divided into an outer coil connected in series or in parallel with the inner coil, the outer end of the inner coil is connected to the inner end of the outer coil by connecting the outer end of the inner coil and the inner end of the outer coil. When connecting the inner and outer coils in parallel by connecting the inner end of the inner coil and the inner end of the outer coil and connecting the outer end of the inner coil and the outer end of the outer coil. In the synchronous generator that outputs low-voltage three-phase alternating current from the outer end of the outer coil to the outer end of the inner coil of the one-phase armature coil of the three-phase armature coils, the transformer primary Connecting the inner end of the winding and the outer end of the primary winding; The inner ends of the divider of the secondary winding connected to the neutral point, be switched to any output of the high voltage and low voltage of the three-phase alternating current, the three-phase two other armature coils A single-phase three-wire AC is output from the outer end of the inner coil of the phase armature coil and the outer end of the secondary winding of the transformer.
本発明の同期発電機によれば、変圧器の一次巻線を電機子コイルの内側コイルと並列に接続した状態としているので、外側コイルの外端(出力端)に発生する三相交流の電圧を高電圧、低電圧のいずれに切り替えても変圧器の一次巻線に印加される電圧は変化しないため、所定電圧の単相三線式交流を、高電圧又は低電圧の三相交流と同時に出力することができる。 According to the synchronous generator of the present invention, since the primary winding of the transformer is connected in parallel with the inner coil of the armature coil, the voltage of the three-phase AC generated at the outer end (output end) of the outer coil Since the voltage applied to the primary winding of the transformer does not change even if the voltage is switched to high voltage or low voltage, a single-phase three-wire AC of the specified voltage is output simultaneously with the high-voltage or low-voltage three-phase AC can do.
本形態例に示す同期発電機11は、U相、V相、W相の三相の各電機子コイル12を、中性点Oに接続された内側コイル12aと外側コイル12bとに2分割し、これらを直列接続又は並列接続することによって出力電圧を高電圧と低電圧とに切替可能としている。
The
図1に示すように、電圧切替装置13の短絡板13aの短絡状態を、U相における内側コイル12aの外端U2と外側コイル12bの外端U1とを接続し、V相における内側コイル12aの外端V2と外側コイル12bの外端V1とを接続し、W相における内側コイル12aの外端W2と外側コイル12bの外端W1とを接続した状態にするとともに、各外側コイル12bの内端X1,Y1,Z1をそれぞれ中性点に接続した状態にすると、各内外コイル12a、12bがそれぞれ並列接続された状態になる。
As shown in FIG. 1, the short-circuit state of the short-
この結果、各外側コイル12bの外端U1,V1,W1と、これに接続されている各内側コイル12aの外端U2,V2,W2とに、低電圧(例えば200V又は220V)の三相交流が発生し、三相用遮断器14を介して三相用出力端子台15の出力端子R,S,Tに低電圧の三相交流(中性点Oを加えると三相四線式交流)が出力される。
As a result, a three-phase alternating current of low voltage (for example, 200 V or 220 V) is applied to the outer ends U1, V1, W1 of each
一方、図2に示すように、電圧切替装置13の短絡板13aの短絡状態を、U相における内側コイル12aの外端U2と外側コイル12bの内端X1とを接続し、V相における内側コイル12aの外端V2と外側コイル12bの内端Y1とを接続し、W相における内側コイル12aの外端W2と外側コイル12bの内端Z1とを接続することにより、各内外コイル12a、12bがそれぞれ直列接続された状態になる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the short-circuit state of the short-
この結果、各外側コイル12bの外端U1,V1,W1間に高電圧(例えば400V又は440V)の三相交流が発生し、三相用遮断器14を介して三相用出力端子台15の出力端子R,S,Tに高電圧の三相交流(三相四線式交流)が出力される。
As a result, a high-voltage (for example, 400 V or 440 V) three-phase alternating current is generated between the outer ends U1, V1, and W1 of the
このように、電圧切替装置13で短絡板13aの短絡状態を切り替えることにより、出力端子台15の出力端子R,S,Tから出力する電圧を高電圧と低電圧とに切り替えることができるように形成した同期発電機において、U相、V相、W相の三相の電機子コイルのうちの一つの相の電機子コイル12の内側コイル12aの外端、本形態例では、V相における内側コイル12aの外端V2に変圧器21を構成する一次巻線22の内端22aを接続するとともに、該一次巻線22の外端22bと、変圧器21を構成する二次巻線23の内端23aとを前記中性点Oに接続し、三相の電機子コイル12の他の二つの相の内側コイル12a、本形態例の場合は、U相及びW相の内側コイル12aの外端U2,W2と、前記変圧器21の二次巻線23の外端23bとに単相三線式交流(R1,N,T1)を発生させるようにしている。
Thus, to be able to switch by switching the short-circuit state of the short-
発生した単相三線式交流(R1,N,T1)は、単相用遮断器24を介して出力端子台25の出力端子r,n,tに出力され、出力端子r,n間、及び、出力端子n,t間のそれぞれに低電圧(例えば100V又は110V)の単相出力が得られ、出力端子r,t間に高電圧(例えば200V又は220V)の単相出力が得られる。
The generated single-phase three-wire AC (R1, N, T1) is output to the output terminals r, n, t of the
前記変圧器21の一次巻線22の内端22aが接続されるV相における内側コイル12aの外端V2と、他の二相のU相及びW相の内側コイル12aの外端U2,W2は、前述の低電圧出力時及び高電圧出力時のいずれにおいても中性点Oとの電位差は同じであるから、三相交流の出力電圧を切り替えても、例えば400Vに切り替えても、200Vに切り替えても、単相三線式交流(R1,N,T1)の出力電圧を、例えば100V及び200Vの一定の電圧にすることができる。
The outer end V2 of the
したがって、200V又は400Vの三相交流で作動する大型電動機などへの出力と、単相交流で作動する電動工具や事務機などへの出力とを同時に得ることができ、三相交流の出力電圧を負荷に応じて切り替えても単相交流の出力電圧が変化することはなく、変圧器21に高電圧が作用して破損するおそれもなく、単相交流で作動する電動工具や事務機などを安定して作動させることができ、これらの機器が損傷するおそれもなくなる。
Therefore, it is possible to simultaneously obtain an output to a large motor that operates with 200V or 400V three-phase alternating current and an output to a power tool or office machine that operates with a single-phase alternating current. The output voltage of single-phase AC does not change even when switching according to the load, there is no risk of damage due to high voltage acting on the
なお、変圧器21の一次巻線22における一次電圧と二次巻線23における二次電圧との比率は、一般的に一次電圧の「1」に対して二次電圧を「0.5」にすることを基本としているが、前記特許文献1に記載されているように、単相出力を供給する負荷の状態に応じて一次電圧と二次電圧との比率を変更することにより、適切な大きさの変圧器を選択することができる。
The ratio between the primary voltage in the
11…同期発電機、12…電機子コイル、12a…内側コイル、12b…外側コイル、13…電圧切替装置、13a…短絡板、14…三相用遮断器、15…三相用出力端子台、21…変圧器、22…一次巻線、22a…一次巻線22の内端、22b…一次巻線22の外端、23…二次巻線、23a…二次巻線23の内端、23b…二次巻線23の外端、24…単相用遮断器、25…単相用出力端子台、
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記三相の電機子コイルのうちの一つの相の電機子コイルの内側コイルの外端に変圧器の一次巻線の内端を接続するとともに該一次巻線の外端と変圧器の二次巻線の内端とを前記中性点に接続し、
前記三相交流の高電圧及び低電圧のいずれの出力に切り替えても、前記三相の電機子コイルの他の二つの相の電機子コイルの内側コイルの外端と前記変圧器の二次巻線の外端とから単相三線式交流を出力すること
を特徴とする同期発電機。 A three-phase armature coil Y-connected to a neutral point with a phase difference of 120 degrees, an inner coil whose inner end is connected to the neutral point, and an outer electrode connected in series or in parallel to the inner coil When the inner and outer coils are connected in series by connecting the outer end of the inner coil and the inner end of the outer coil, a high-voltage three-phase alternating current is generated from the outer end of the outer coil. Is connected to the inner end of the outer coil and the outer end of the inner coil is connected to the outer end of the outer coil so that the inner and outer coils are connected in parallel. In the synchronous generator that outputs,
The inner end of the primary winding of the transformer is connected to the outer end of the inner coil of one of the three-phase armature coils, and the outer end of the primary winding and the secondary of the transformer Connect the inner end of the winding to the neutral point,
Even if the output is switched to either the high voltage or the low voltage of the three-phase AC, the outer end of the inner coil of the other two-phase armature coil and the secondary winding of the transformer A synchronous generator that outputs single-phase three-wire AC from the outer end of the wire.
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